פרצי רדיו מהירים (FRBs) הפכו למוקד מרכזי במחקר בעשור האחרון. באסטרונומיה ברדיו, תופעה זו מתייחסת לפולסי רדיו חולפים המגיעים ממקורות קוסמולוגיים רחוקים, הנמשכים בדרך כלל כמה אלפיות בודדות בממוצע. מאז התגלה האירוע הראשון בשנת 2007 ("פרץ לורימר"), נצפו שלושים וארבעה FRB, אך מדענים עדיין לא בטוחים מה גורם להם.
עם תיאוריות החל מכוכבים מתפוצצים וחורים שחורים ועד פולסרים ומגנטרים - ואפילו הודעות שמגיעות מאינטליגנציות חוץ-ארציות (ETI) - אסטרונומים נקבעו ללמוד עוד על האותות המוזרים הללו. ותודה למחקר חדש שנערך על ידי צוות חוקרים אוסטרלים, שהשתמש בכיכר הקילומטר של אוסטרליה Array Pathfinder (ASKAP), מספר המקורות הידועים של FRBs כמעט הוכפל.
המחקר שמפרט את מחקריהם, שהופיע לאחרונה בכתב העת טבע, הובל על ידי ד"ר ראיין שאנון - חוקר מאוניברסיטת סווינבורן לטכנולוגיה ומרכז המצוינות ARC OzGrav - וכלל חברים מהמרכז הבינלאומי לחקר אסטרונומיה ברדיו (ICRAR), המתקן הלאומי של טלסקופ אוסטרליה (ATNF), ה- ARC מרכז המצוינות לאסטרופיסיקה של כל סקיי (CAASTRO), ואוניברסיטאות מרובות.
כפי שהם קובעים במחקר שלהם, ניסיונות להבין את ה- FRB בכללותם הופרו על ידי מספר גורמים. ראשית, חיפושים קודמים נערכו באמצעות טלסקופים המשתנים מבחינת הרגישות, בטווח של תדרי רדיו שונים, ובסביבות עם רמות שונות של הפרעות לתדרי הרדיו - שהם תוצאה של פעילות אנושית.
שנית, חיפושים בעבר הסתבכו בגלל טבעם החולף של מקורות והרזולוציה הזוויתית הירודה של מכשירי איתור, מה שהביא לאי וודאות בכל הנוגע למקורות ה- FRB ובהירותם. לצורך התייחסות לכך, הצוות ערך סקר רדיו רחב-נשלט היטב, שנערך עבור סדרת פרצים שהתגלו בשנת 2016 ונמצאו בגלקסיה ננסית שנמצאת במרחק של 3.7 מיליארד שנות אור משם.
הצוות ערך סקר זה באמצעות מערך ASKAP, הטלסקופ המהיר ביותר בעולם לסקר הרדיו שנמצא במערב אוסטרליה. מערך ASKAP, אשר תוכנן והונדס על ידי ארגון המחקר המדעי והתעשייתי של חבר העמים (CSIRO), מורכב מ- 36 אנטנות 'צלחות' הפרושות על פני שטח שטח בגודל 6 ק"מ.
באמצעות מערך זה, שהוא מבשרו של הטלסקופ SKA העתידי כיכר הקילומטר מערך, צוות המחקר סקר את ההתפרצויות שהגיעו ממקור קוסמולוגי מרוחק זה. בנוסף למציאת יותר FRB בשנה אחת מכל סקר קודם, הם גם הבחינו כי האותות הגיעו ממקורות רחוקים יותר ממה שחשבו בעבר. כפי שהסביר ד"ר שאנון בהודעה לעיתונות של ICRAR:
"מצאנו 20 התפרצויות רדיו מהירות בשנה, כמעט הכפלת המספר שזוהה ברחבי העולם מאז התגלו בשנת 2007. בעזרת הטכנולוגיה החדשה של אוסטרליה כיכר הקילומטר Array Pathfinder (ASKAP), הוכחנו גם שפרצי רדיו מהירים מגיעים מהצד השני של היקום ולא מהשכונה הגלקטית שלנו. "
תצפיות מעקב שנערכו בין 8 ל -46 יום לאחר הגילוי הראשוני גילו כי אף אחת מהפרצות לא חזרה. 20 ההתפרצויות שגילו כללו גם את המקורות הקרובים ביותר שנצפו אי פעם, שלא לדבר על הבהירים ביותר. הממצאים שלהם גם הראו שיש קשר בין פיזור פרץ לבהירות, כמו גם עוצמה ומרחק.
הסיבה לכך קשורה לעובדה שפרצים מרוחקים יותר נודדים במשך מיליארדי שנות אור לפני שהם מגיעים לכדור הארץ. במהלך מסעם הם עוברים דרך חומר הנמצא בין המקור לכדור הארץ (כמו ענני גז), אשר משפיע עליהם. כפי שהסביר ד"ר ז'אן-פייר מקווארט, מהצומת של אוניברסיטת קרטין ב- ICRAR וסופר משותף בעיתון:
"בכל פעם שזה קורה, מאטים את אורכי הגל השונים המהווים פרץ בכמויות שונות. בסופו של דבר, הפרץ מגיע לכדור הארץ כשפיזור אורכי הגל שלו מגיע לטלסקופ בזמנים מעט שונים, כמו שחיינים בקו סיום. עיתוי הגעת אורכי הגל השונים מגלה לנו כמה חומר עבר הפרץ במסעו. ומכיוון שהראנו שפרצי רדיו מהירים מגיעים מרחוק, אנו יכולים להשתמש בהם כדי לאתר את כל החומר החסר שנמצא במרחב שבין הגלקסיות - וזה תגלית מרגשת באמת. "
בזכות קבוצת התגליות האחרונה הזו, מדענים מבינים כעת כי ה- FRBs שגילו עד כה מקורם בצד השני של הקוסמוס, ולא בתוך הגלקסיה שלנו. עם זאת, אנו עדיין לא קרובים יותר לקבוע מה גורם להם או מאילו גלקסיות הם מגיעים. אך עם מדגם מחקרי המורכב כעת מ -48 איתורים, ככל הנראה החוקרים ילמדו הרבה יותר בשנים הקרובות.
עבור ד"ר שאנון וצוות המחקר שלו, האתגר הבא יהיה לאתר את מיקומם של התפרצויות בשמיים. "נוכל לאתר את התפרצויות טוב יותר מאלף מעלות," אמר. "זה בערך רוחב שיער אנושי שנראה עשרה מטרים משם, ויפה מספיק כדי לקשור כל פרץ לגלקסיה מסוימת."
ובינתיים, מחקר FRBs צפוי גם להוביל לכמה פריצות דרך משמעותיות באסטרונומיה. כבר עכשיו, צוות חוקרי CSIRO השתמש במצפה הכוכבים Parkes באוסטרליה כדי לאתר FRB בשנת 2016, אשר נצפה אז על ידי מספר מצפי הכוכבים ברחבי העולם. כתוצאה מכך הצוות הצליח לזהות את המקור (גלקסיה אליפטית שנמצאת במרחק של 6 מיליארד שנות אור) ולקבוע את ההיסטה האדומה של האות.
הישג חסר תקדים זה איפשר לצוות המחקר למדוד את צפיפות החומר המתערב בין גלקסיה זו לכדור הארץ, שאישר כי המודלים הנוכחיים שלנו למדידת צפיפות החומר ביקום נכונים. במילים אחרות, הצוות הצליח למצוא את "החומר החסר" של היקום באמצעות FRBs כמקלדת מדידה. או כפי שניסח זאת ד"ר ז'אן-פייר מקווארט, מרצה בכיר באוניברסיטת קרטין ואחד המדענים שאחראים לגילוי:
"[FRBs] הם למעשה מעבדות פיזיקה הבודקות קיצוניות של חומר ואנרגיה שאיננו יכולים לגשת אליהם במעבדות יבשתיות. ודווקא סוג זה של פיזיקה יניע את ההתקדמות העתידית בטכנולוגיה בדורות הבאים. "
מחקרים עדכניים קבעו גם כי FRBs הם אירוע קוסמולוגי נפוץ מאוד, המתרחש בערך אחת לשנייה ביקום שלנו. בעזרת כלי תצפית עוצמתיים שיגיעו לאינטרנט בקרוב - כמו מערך הקילומטר המרובע (SKA), מערך המילימטר הגדול הלטיני-אמריקני הגדול (LLAMA) וטלסקופ הרדיו קיטאי 110 מטר - מדענים בטוחים לצפות בעוד FBRs רבים נוספים בעתיד הקרוב.
עם כל גילוי חדש, אנו עומדים ללמוד עוד על הגורמים להבזקים מוזרים אלה וכיצד ניתן להשתמש בהם כדי לפתוח את תעלומות היקום שלנו. בינתיים, הקפד לבדוק את הראיון הזה עם ד"ר שאנון וצוות הגילוי, באדיבות CSIRO:
